Изковаване на популярна наука

Коване Коване се отнася до използването на ковашки машини за прилагане на натиск върху метални заготовки, за да се стимулира пластичната деформация, така че да се получат определени механични свойства, специфична форма и размер на кованите изделия. Коването е един от двата основни компонента на коването (включително коване и щамповане). Чрез коване могат да се елиминират дефекти като слепване на метала и да се оптимизира микроструктурата. В същото време, тъй като се запазва пълната метална обтекаемост, механичните свойства на кованите изделия обикновено са по-добри от тези на отливане от същия материал. В съответните машини, за важни части с високо натоварване и строги работни условия, с изключение на относително простите форми, които могат да използват валцовани плочи, профили или заварени части, повечето от кованите изделия ще се използват.

1. Температура на деформация

Началната температура на рекристализация на стоманата е около 727 ℃, но 800 ℃ обикновено се използва като разделителна линия, като температура над 800 ℃ се нарича горещо коване; между 300 и 800 ℃ се нарича топло коване или полугорещо коване, а коването при стайна температура се нарича студено коване. Кованите изделия, използвани в повечето индустрии, са горещо коване, а топлото и студеното коване се използват главно за коване на автомобили, машини и други части. Топлото и студеното коване могат ефективно да спестят материали.

2. Категория на ковачницата

Както бе споменато по-горе, според температурата на коване, то може да се раздели на горещо коване, топло коване и студено коване. Според механизма на формоване, коването може да се раздели на свободно коване, коване в матрица, шлифовъчно коване и специално коване.

1) Свободно коване

Отнася се до метода на обработка с помощта на прости универсални инструменти или директно прилагане на външна сила върху заготовката между горната и долната наковалня на ковашко оборудване, за да се деформира заготовката и да се получи необходимата геометрия и вътрешно качество на изковките. Изковките, произведени чрез метода на свободно коване, се наричат ​​свободни изковки. Свободното коване се основава главно на производството на изковки с малки партиди, като се използва коващ чук, хидравлична преса и друго ковашко оборудване за оформяне и обработка на заготовката и получаване на качествени изковки. Основният процес на свободно коване включва уплътняване, удължаване, щанцоване, рязане, огъване, усукване, изместване и коване. Свободното коване се прилага в режим на горещо коване.

2) Коване във форми

Коването във форми се разделя на отворено коване в матрица и затворено коване в матрица. Металната заготовка се компресира и деформира в ковашката камера с определена форма, за да се получат кованите части. Коването във форми обикновено се използва за производство на малки по тегло и големи партиди части. Коването във форми може да се раздели на горещо коване в матрица, топло коване и студено коване. Топлото коване и студеното коване са бъдещата посока на развитие на коването в матрица и също така представляват нивото на технологията на коване.

Според материалните характеристики, щамповането може да се раздели на щамповане на черни метали, щамповане на цветни метали и формоване на прахообразни продукти. Както подсказва името, материалите са черни метали, като например Въглеродна стоманал, цветни метали като мед и алуминий и материали от прахова металургия.

Екструзията трябва да се отдаде на коване под налягане и може да се раздели на екструзия на тежки метали и екструзия на леки метали.

Коване със затворена щанца и коване със затворена глава принадлежат към два усъвършенствани процеса на коване със щанца. Тъй като няма летящ ръб, коефициентът на използване на материала е висок. Довършителните работи на сложни изковки могат да се извършват в един или няколко процеса. Тъй като няма летящ ръб, зоната на напрежение на изковката е намалена и необходимото натоварване също е намалено. Трябва да се отбележи обаче, че заготовката не трябва да бъде напълно ограничена, така че обемът на заготовката, относителното положение на ковачната матрица и размерите на изковката трябва да бъдат стриктно контролирани, както и износването на ковачната матрица.

3) Достигнете ринга

Фрезоването на пръстени се отнася до производството на пръстеновидни части с различни диаметри чрез специално оборудване, фрезоваща машина за пръстени, която се използва и за производство на части за колела, като например автомобилни колела и колела за влакове.

4) Специално коване

Специалното коване включва валцоване, клиновидно напречно валцоване, радиално коване, течно коване и други методи на коване. Тези методи са по-подходящи за производството на някои специални форми. Например, валцоването може да се използва като ефективен процес на предварително формоване, за да се намали значително последващото формоващо налягане; клиновидно напречно валцоване може да произведе стоманени топки, задвижващи валове, а радиалното коване може да произведе големи изковки, като например цев за оръжие и стъпаловиден вал.

5) Ковашка форма

Според режима на движение на ковачната матрица, коването може да се раздели на люлеещо се валцуване, люлеещо се ротационно коване, валцуване, напречно валцуване на клиновиден валцуване, валцуване на пръстени и наклонено валцуване. Валцуването с валцуване, люлеещо се ротационно коване и валцуване на пръстени могат да се обработват и чрез фино коване. За да се подобри коефициентът на използване на материалите, валцуването с валцуване и напречното валцуване могат да се използват като първи процес за обработка на тънки материали. Ротационното коване, подобно на свободното коване, има предимството, че в сравнение с размера на кованото изделие, то може да се обработва с малка сила на коване. Методът на коване, включително свободното коване, обработва материалите от повърхността на формата до свободната повърхност, следователно е трудно да се гарантира точност, така че посоката на движение на ковачната форма и процесът на въртене на коването с компютърно управление могат да се използват с ниска сила на коване за сложни по форма и висока прецизност продукти, като например производствени разновидности и големи размери на изковки на лопатки на парни турбини.

Движението на формата на ковашкото оборудване е несъвместимо със степента на свобода. Според характеристиките на ограничаване на деформацията в мъртвата точка, ковашкото оборудване може да бъде разделено на следните четири вида:

Ограничаваща форма на силата на коване: налягането на маслото директно задвижва плъзгащата се маслена преса.

Режим на квазиходово ограничение: маслената преса задвижва маслената преса на механизма на коляновия лост.

Ограничение на хода: механична преса, задвижваща плъзгача чрез колянов вал, мотовилков прът и клинов механизъм.

Режим на ограничаване на енергията: използвайки винтовия механизъм на спираловидната и фрикционна преса.

За да се постигне висока точност, трябва да се обърне внимание на предотвратяването на претоварване в долната мъртва точка и да се контролира скоростта и позицията на матрицата. Тъй като това ще окаже влияние върху допустимото отклонение на коването, точността на формата и живота на матрицата. Освен това, за да се поддържа точността, трябва да се обърне внимание и на регулирането на хлабината на водещата релса на плъзгача, осигуряването на твърдост, регулирането на мъртвата точка и използването на устройството за предаване на субсидии и други мерки.

Съществуват и вертикални и хоризонтални движения на плъзгачите (за коване на тънки части, охлаждане чрез смазване и високоскоростно производство на ковани части), като използването на компенсаторно устройство може да увеличи движението в други посоки. Горните методи са различни, необходимата сила на коване, процесът, използването на материала, добива, толерансът на размера и методите за охлаждане чрез смазване са различни и тези фактори влияят и на нивото на автоматизация.

3. Ковашки материали

Кованите материали са предимно въглеродна стомана и легирана стомана с различни компоненти, следвани от алуминий, магнезий, мед, титан и техните сплави. Първоначалното състояние на материала е пръчков материал, слитък, метален прах и течен метал. Съотношението на площта на напречното сечение на метала преди деформация към площта на напречното сечение след деформация се нарича коване. Правилният избор на коване, разумната температура на нагряване и време за изолация, разумната начална температура на коване и крайната температура на коване, разумната деформация и скоростта на деформация имат отлична връзка за подобряване на качеството на продукта и намаляване на разходите.

Обикновено малките и средните изковки са кръгли или квадратни пръти като заготовки. Организацията на зърната и механичните свойства на материала на пръта са равномерни, добри, точни форма и размер, добро качество на повърхността, лесно се организира масово производство. Докато температурата на нагряване и условията на деформация са разумно контролирани, изковките с отлични характеристики могат да бъдат ковани без големи деформации при коване.

Слитък само за големи изковки. Слитъкът е отлята тъкан с по-големи колоновидни кристали и рохкав център. Следователно е необходимо цилиндричните кристали да се раздробят на фини зърна и да се направи рохкаво уплътняване, за да се получи фина метална организация и механични свойства.

Пресованите и изпечени предварително изработени заготовки от прахова металургия могат да се ковават без щанца в горещо състояние. Плътността на ковашкия прах е близка до тази на обикновените щанцови ковани изделия, с добри механични свойства и висока точност, което може да намали последващата машинна обработка. Праховите ковани изделия са добре организирани, без сегрегация и могат да се използват за производство на детайли като малки зъбни колела. Но цената на праха е много по-висока от цената на обикновения прът и приложението му в производството е до известна степен ограничено.

Статичното налягане се прилага върху течния метал, излят в камерата на формата, за да се втвърди, кристализира, тече, пластична деформация и формоване под налягане, като по този начин се получава желаната форма и характеристики. Коването под налягане с течен метал е метод за формоване, който е между леенето под налягане и коването под налягане. Той е особено подходящ за сложни тънкостенни части, които са трудни за формоване чрез общо коване под налягане.

Кованите материали, в допълнение към обичайните материали, като например различни компоненти от въглеродна стомана и легирана стомана, следвани от алуминий, магнезий, мед, титан и техните сплави, високотемпературни сплави на основата на желязо, високотемпературни сплави на основата на никел, високотемпературни сплави на основата на кобалт, се деформират чрез коване или валцуване, но тези сплави поради относително тясната си пластична площ, което прави коването сравнително трудоемко. Различните материали имат строги изисквания за температура на нагряване, температура на коване и крайна температура на коване.

4. Процесен поток

Различните методи на коване имат различни процеси, сред които технологичният процес на горещо коване с щанца е най-дълъг. Общият ред е: подаване на ковашката заготовка; нагряване на ковашката; подготовка на валцованата ковачница; коване с щанца; режещ ръб; щанцоване; корекция; междинна проверка, проверка на размера и повърхностните дефекти на ковашките; термична обработка на ковашките за елиминиране на напрежението от коването и подобряване на производителността на рязане на метала; почистване, главно за отстраняване на повърхностната окислителна обвивка; корекция; проверка. Общите изковки трябва да преминат през проверка на външния вид и твърдостта, а важните изковки трябва да бъдат тествани чрез анализ на химичния състав, механични свойства, остатъчно напрежение и безразрушителен контрол.

5. Характеристики на изковките

В сравнение с отливките, металът може да подобри структурата и механичните свойства. След термична обработка чрез коване, леярската тъкан се деформира, поради деформацията на метала и рекристализацията, което превръща оригиналните дебели дендрити и колоновидни зърна в фини зърна с равномерен размер и аксиална рекристализация. Това води до първоначална сегрегация, разхлабване, пори, уплътняване и заваряване на шлаката, което води до по-тясна организация, подобрявайки пластичността и механичните свойства на метала.
Механичните свойства на отливките са по-ниски от тези на изковките от същия материал. Освен това, обработката на коване може да осигури непрекъснатост на организацията на металните влакна, така че организацията на влакната на изковката и формата на изковката, както и обтекаемостта на метала, могат да гарантират, че частите имат добри механични свойства и дълъг експлоатационен живот. Изковките, произведени чрез прецизно коване под налягане, студено екструдиране, температурно екструдиране и други процеси, са несравними с отливките.
Коването е обект, при който металът се подлага на налягане, за да се създаде желаната форма или да се оформи подходяща сила на натиск. Тази сила обикновено се постига с помощта на чук или налягане. Процесът на коване изгражда структура от фини частици и подобрява физичните свойства на метала. При реалното използване на частите, правилният дизайн кара частиците да текат в посока на основното налягане. Отливката е металообразуване на обект, получен чрез различни методи на леене, а именно топене на течния метал, чрез изливане, пресоване, засмукване или други методи на леене в подготвената отливка, охлаждане след пясъчно обработване, почистване и последваща обработка, като обектът получава определена форма, размер и характеристики.